KR20020078222A - 고출력 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물, 이를 이용한압전 변압기 및 그 구동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 높은 기계적 품질 계수(Qm), 전기기계 결합계수(kp)와 압전 변형 정수(d33)를 갖는 고출력 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물과, 이를 이용한 압전 변압기 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조성식 xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3(여기서, 0.38 ≤ x ≤ 0.51몰, 0.40 ≤ y ≤ 0.51몰, 0.05 ≤ z ≤ 0.15몰)의 화합물을 주성분으로 포함하는 본 발명의 압전 세라믹 조성물은 종래의 압전 변압기의 단점인 발열에 기인한 대전력 응용상의 문제점을 해결할 수 있고, 상기 조성물을 이용한 개선된 압전 변압기와 그 구동방법은 종래의 압전 변압기의 소전류에 기인한 대전력 응용상의 문제점과 모서리 부분의 기계적 스트레스의 집중에 기인한 기계적 파괴의 문제점을 해결할 수 있으며, 길이방향이나 방사방향으로의 분극공정을 제거함으로써 한번의 분극 공정만으로도 압전 변압기를 제작할 수 있어 제조 공정의 단순화를 이룰 수 있다.
Description
본 발명은 납 망간-니오비움-안티모늄 티타네이트 지르코네이트에 기초한 압전 세라믹 조성물과 이를 이용한 압전 변압기 및 그 구동방법에 관한 것이다.
종래 기술에 있어서, 주성분으로서 납 티타네이트 또는 납 지르코네이트 티타네이트(PZT)를 함유하는 세라믹은 압전 세라믹 재료로 알려져 있다. 제 2성분, 임의의 제 3성분 및 여러 가지 첨가제를 더 함유하는 압전 세라믹 조성물은 향상된 압전성 및 전기적 특성을 나타낸다고 알려져 있다.
초음파 모터(ultrasonic motor) 및 압전 변압기(piezoelectric transformer)에서 사용하기에 충분한 압전성을 갖는 압전 세라믹 조성물은 일본특허공고공보 제18400호(1979)에 개시되어 있는 바와 같이, 납 아연-니오베이트 티타네이트 지르코네이트에 산화망간 및 산화코발트를 첨가함으로써 얻어진다. 납이 스트론튬, 바륨 등으로 대체되는 유사한 압전 세라믹 조성물은 일본특허공개공보 제154682호(1987)에 개시되어 있다.
이들 조성물은 현재 다양한 용도로 사용되고 있고, 특히 오랫동안 연구되어온 압전 변압기에 적용되고 있다. 이것들은 전자식(電磁式) 변압기와 비교하여 컴팩트화(특히 두께의 감소), 중량감소, 고효율 및 저소음의 이점 때문에 현재 보다 많은 주의를 끌고 있다. CCFL 구동용 압전 인버터는 상용화가 되어 있는 실정이고, 에너지 절약 차원에서 형광램프로의 적용이 시도되고 있다.
도 1은 종래의 형광램프 구동용 압전 변압기의 윗면에 대한 것이다. 도 1을 살펴보면, 압전재료로 만든 비교적 얇은 정사각형 몸체는 두 개의 영역(1, 2)으로 분할되며, 각 영역은 몸체의 중심에 점 형태의 영역과 사각형 형태의 영역으로 분할 구비되어 있고, 각 영역의 면적의 거의 같다. 영역 1과 영역 2는 각각 구동영역 또는 피구동영역(또는, 전원발생영역)이라고 한다.
도 2는 종래의 압전 변압기의 밑면에 대한 것으로, 전체를 하나의 전극(4)으로 구성하여 압전 변압기 구동시 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하고 있다.
도 3은 종래의 압전 변압기의 정면도와 구동방법에 대한 것으로, 도 1의 영역 1, 2는 두께방향으로 분극된다. 또한, 영역 1과 영역 2 사이는 방사방향으로 분극된다. 구동 방법의 예로 구동영역을 영역 1로 사용한 경우, 윗면과 밑면에는 한쌍의 전극인 입력단자(11a, 11b)에 인가된다. 한편, 피구동영역(2)은 구동영역의 연결선인 입력단자 11b와 공통 접지된 연결선인 출력단자 12b와 연결선인 출력단자 12a가 한 쌍의 전극을 형성하여 교류 전압을 발생하게 된다. 영역 1과 영역 2는 화살표(32, 33)로 표시된 것처럼, 몸체의 두께방향으로 분극되고, 영역 1과 영역 2 사이는 화살표(31)로 표시된 것처럼, 몸체의 방사방향으로 분극된다.
한 쌍의 입력단자(11a, 11b)에 인가되는 입력전압(Vin)의 주파수가 몸체의 길이방향의 공진 진동주파수와 같다면, 압전 변압기 몸체는 공진 진동하게 된다. 그러므로, 교류(AC) 전압(Vout)이 출력단자(12a, 12b) 사이에서 얻어진다. 출력전압(Vout)의 주파수는 입력전압(Vin)의 주파수와 동일하다.
이와 같은 압전 변압기는 정사각형의 형태를 가지고 있으므로, 각 모서리 부분에 강한 기계적 스트레스가 집중함으로써 어느 정도의 두께를 가지지 않으면 기계적으로 파괴되기 쉽다는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 압전 변압기의 제조 단가의 상승과 기계적 파괴에 기인한 신뢰성의 저하를 초래할 수 있다. 또한, 종래의 압전 변압기는 밑면을 입력과 출력에 대한 공통 접지로 사용함으로써 압전 변압기의 출력을 크게 좌우하는 입력단의 진동속도(변위)의 저하를 초래함으로 궁극적으로 출력의 저하를 발생하게 된다. 또한, 압전 변압기가 고출력 응용 분야로 적용됨에 따라 진동손실과 주울열에 의한 온도 상승이 큰 문제점으로 지적되고 있으며, 상용화에 큰 제한을 가지고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 제 1목적은 조성식 xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3(여기서, 0.38 ≤ x ≤ 0.51몰, 0.40 ≤ y ≤ 0.51몰, 0.05 ≤ z ≤ 0.15몰)의 화합물을 주성분으로 포함하는 압전 세라믹 조성물 또는 상기에 보조성분으로 aCr2O3, aNb2O5, aNiO, aMnO2, aMgO또는 aFe2O3(여기서, 상기 주성분의 중량을 기준으로 하여 0 ≤ a ≤ 1중량%)를 더 포함하는, 높은 기계적 품질계수(Qm)와 전기기계 결합계수(kp), 높은 압전 변형 정수(d33)를 갖고, 높은 큐리온도와 온도 안정성을 갖는 고출력 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물을 제공하는 것이다.
제 2목적은 상기한 바와 같은 종래의 압전 변압기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원판형의 압전 변압기 몸체의 윗면에 링형 전극과 원판형 전극을 형성하고, 압전 변압기 몸체의 밑면은 전체를 하나의 전극으로 만들어 압전 변압기의 윗면의 링형 전극의 면적과 원판형 전극의 면적을 변화시켜 승압비를 조절할 수 있는 형광등 안정기용 압전 변압기를 제공하는 것이며, 종래의 밑면을 공통 접지로 사용하는 압전 변압기의 구동 방법대신에 윗면을 공통 접지로 사용함으로써 출력 용량을 향상시킬 수 있는 압전 변압기의 구동방법을 제공하는 것이다.
제 1도는 종래의 압전 변압기의 개략적인 평면도,
제 2도는 종래의 압전 변압기의 개략적인 저면도,
제 3도는 종래의 압전 변압기의 개략적인 정면도,
제 4도는 본 발명의 일예에 따른 압전 변압기의 개략적인 평면도,
제 5도는 본 발명의 일예에 따른 압전 변압기의 개략적인 저면도,
제 6도는 본 발명의 일예에 따른 압전 변압기의 개략적인 정면도,
제 7도는 본 발명의 일예에 따른 압전 변압기 구동방법을 나타낸 정면도,
제 8도는 본 발명의 다른 일예에 따른 압전 변압기 구동방법을 나타낸 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 윗면의 제 1전극, 2 : 윗면의 제 2전극,
3 : 압전 몸체, 4 : 밑면의 전극,
5 : 링형 전극, 6 : 원판형 전극,
7 : 압전 몸체, 8 : 밑면 전극,
11a, 11b, 13a, 13b, 15a, 15b : 입력단자,
12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b : 출력단자,
21, 22, 23 : 입력단과 출력단의 공통 접지.
상기의 제 1목적의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 압전 세라믹 조성물은 조성식 xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3(여기서, 0.38 ≤ x ≤ 0.51몰, 0.40 ≤ y ≤ 0.51몰, 0.05 ≤ z ≤ 0.15몰)의 화합물을 주성분으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압전 세라믹 조성물에 있어서, 보조성분으로 aCr2O3, aNb2O5, aNiO, aMnO2, aMgO 또는 aFe2O3(여기서, 상기 주성분의 중량을 기준으로 하여 0 ≤ a ≤ 1중량%)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제 2목적의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 압전 변압기는 (1) 제1항 또는 제2항의 조성물을 이용하고, (2) 압전 변압기의 형태가 원판형이며, (3) 압전 몸체의 두께가 1∼3mm이고, (4) 그 공진 주파수가 65∼75kHz인 것을 특징으로 한다.
상기 압전 변압기는 (1) 압전 변압기의 윗면 전극이 링형과 원판형 전극으로 분할되고, 밑면은 하나의 전극으로 이루어진 전극 구조를 갖고, (2) 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)가 0.8∼10인 것이 바람직하다. 상기와 같이 링형 전극면적과 원판형 전극면적의 비를 0.8∼10로 한정한 이유는 본 발명의 목적하는 효과를 달성하기 위함이다.
또한 본 발명의 압전 변압기의 구동 방법은, 압전 변압기의 구동에 있어, 압전 변압기의 윗면의 분할된 전극 중 하나를 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 압전 세라믹 조성물은 산화납(PbO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2), 산화망간(MnO), 산화니오비움(Nb2O5), 산화안티모늄(Sb2O3), 산화크롬(Cr2O3)(또는, 산화니오비움(Nb2O5), 산화니켈(NiO), 산화망간(MnO2), 산화마그네슘(MgO), 산화철(Fe2O3))을 화학량론적으로 평량하고, 볼밀을 이용하여 습식혼합한 후 건조기를 이용하여 건조한 다음, 하소시키고, 다시 볼밀을 이용하여 습식혼합·분쇄하여 제조한다.
이하, 본 발명에 따른 압전 변압기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 압전변압기를 보다 쉽게 이해하기 위한 개선된 전극 구조를 갖는 압전 변압기의 개략적인 정면도이다.
도시된 바와 같이, 압전재료로 된 비교적 얇은 원판형 몸체(7)는 몸체(7)의 중심을 기준으로 링형 전극(5) 영역과 원판형 전극(6) 영역으로 분할된다. 링형 전극(5) 영역은 구동영역으로 불리우는 반면, 원판형 전극(6) 영역은 피구동영역으로 불리운다. 분할된 두 개의 영역은 두께방향으로만 분극시켜 압전 변압기의 제작 공정을 간략화하였다.
도 5는 본 발명의 압전 변압기의 개략적인 저면도로, 하나의 전극이 설치되어 있다. 이와 같이 하나의 전극을 설치한 후 종래의 압전 변압기 구동에서와 같이 공통 접지로 사용하지 않으므로 입력되는 전류의 양을 증대시킴으로써 출력의 증대를 이루고자 하였다.
도 6은 본 발명의 압전 변압기의 개략적인 정면도로, 종래의 압전 변압기의 방사방향으로의 분극을 시키지 않고, 전기적 절연을 위해 링형 전극과 원판형 전극사이를 1mm 간격을 두었다. 이와 같이 설계함으로써 두께방향과 방사방향의 공진 진동 주파수의 차이에 의한 효율의 감소를 최소화하고 압전 변압기의 제조 공정을 간단화시켰다.
본 발명의 압전 변압기의 구동방법은 입력측과 출력측의 공동 접지로 압전 변압기의 윗면의 분할된 전극 중 하나를 공통 접지로 사용하는 것을 특징으로 한다. 즉, 윗면의 링형 전극 또는 원판형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용한다.
도 7은 본 발명의 압전 변압기의 구동 방법으로, 도시한 바와 같이 종래의 압전 변압기의 구동방법에서 밑면을 공통 접지로 사용함으로써 발생하는 입력 전류의 감소를 없애고자, 윗면의 링형 전극을 공통 접지로 사용함으로써 출력을 증대시키고자 하였다.
도 8은 도 7의 압전 변압기의 구동방법을 변형한 것으로 공통 접지로 윗면의 원판형 전극을 사용함으로써 출력을 증대시키고자 한 것이다.
구동영역인 링형전극(5)은 링형 전극(5)의 상부 및 하부 표면에 인가된 한쌍의 전극인 입력단자(13a, 13b)를 갖는다. 윗면의 링형 전극에 설치된 연결선(22)은 입력단과 출력단의 공통 접지로 사용된다.
피구동영역은 이 영역의 상부 표면에 설치된 원판형 전극(6)을 갖는다. 피구동영역의 접지는 구동영역의 윗면의 링형 전극에 설치된 연결선(22)과 함께 공통 접지를 이룬다.
이하 본 발명의 압전 세라믹 조성물과 그를 이용하여 제작한 압전 변압기의 대표적인 실시예를 설명한다. 다만 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[압전 세라믹 조성물의 실시예]
하기 표 1의 조성이 되도록, 산화납(PbO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2), 산화망간(MnO), 산화니오비움(Nb2O5), 산화안티모늄(Sb2O3), 산화크롬(Cr2O3)(또는, 산화니오비움(Nb2O5), 산화니켈(NiO), 산화망간(MnO2), 산화마그네슘(MgO), 산화철(Fe2O3))을 화학량론적으로 평량하고, 볼밀을 이용하여 습식혼합한 후 건조기를 이용하여 건조한 다음, 750℃에서 2시간 하소시키고, 다시 볼밀을 이용하여 습식혼합·분쇄하였다. 분쇄된 파우더에 PVA(PolyVinyl Alcohol) 바인더를 첨가하고 건조한 다음, 직경 15㎜와 36㎜의 원통형 몰더(molder)에 파우더를 넣고 2톤/cm2의 압력을 가압성형하였다. 성형체는 1100∼1300℃에서 1∼3시간 소결하였다.
상기와 같이 제조된 압전 세라믹의 물성은 다음과 같다.
상기와 같이 소결된 직경 12㎜의 소결체는 양면에 은페이스트를 패터닝(patterning)하여 은(Ag) 전극을 형성시키고, 실리콘 오일 중에서 2kV/㎜의 직류전압을 10∼30분간 인가한 다음, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법인 IRE 규격으로 각각의 조성물들의 전기기계 결합계수(kp), 기계적 품질계수(Qm), 비유전율(εT 33/ε0), 압전 정수(d33)를 각각 측정하여, 표 1과 같은 결과를 얻었다.
표 1
[압전 변압기의 실시예]
상기 우수한 압전성을 갖는 압전 세라믹 조성물을 이용하여, 상기한 제조방법과 동일하게 하여 40mmψ의 직경을 갖는 원통형 몰더에 파우더를 넣고, 소결한 후 두께를 1∼3mm로 양면 연마하였다. 이와 같이 제조된 압전 세라믹 몸체는 윗면에 링형과 원판형의 전극 및 밑면에 하나의 전극을 형성하기 위해 은페이스트를 실크스크린 방법을 이용하여 형성한 후, 600℃에서 소성하였다. 그 후 분극은 윗면에서 밑면 방향으로 2kV/mm의 직류전계로 행하였다. 이와 같이 제작된 압전 변압기는 납땜을 이용하여 윗면의 링형 전극, 원판형 전극 및 밑면의 전극에 점납땝을 하였다.
<실시예 1>
본 실시예에서는 xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 10으로 하고, 링형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 1mm였다. 입력 전압을 50V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 170V, 램프 전류는 150mA였고, 공진 주파수는 65kHz였다.
<실시예 2>
xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적과(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 5로 하고, 링형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 1mm였다. 입력 전압을 100V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 160V, 램프 전류는 170mA였고, 공진 주파수는 70kHz였다.
<실시예 3>
xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 1로 하고, 링형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 1mm였다. 입력 전압을 150V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 150V, 램프 전류는 200mA였고, 공진 주파수는 75kHz였다.
<실시예 4>
xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 0.8로 하고, 링형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 1mm였다. 입력 전압을 170V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 150V, 램프 전류는 210mA였고, 공진 주파수는 77kHz였다.
<실시예 5>
xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 1로 하고, 링형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 1.5mm이다. 입력 전압을 150V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 150V, 램프 전류는 190mA였고, 공진 주파수는 74kHz였다.
<실시예 6>
xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 1로 하고, 링형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였을 때이다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 2mm이다. 입력 전압을 150V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 160V, 램프 전류는 180mA였고, 공진 주파수는 73.5kHz였다.
<실시예 7>
xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 1로 하고, 원판형 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 1mm였다. 입력 전압을 150V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 200V, 램프 전류는 100mA였고, 공진 주파수는 75kHz였다.
<비교예 1>
xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3+ aNb2O5(x = 0.48몰, y = 0.47몰, z = 0.05몰, a = 0.5중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물(1180℃에서 소결)을 이용하여 상기의 방법으로 압전 변압기를 제조하였다. 원판형 압전 변압기의 링형 전극면적과(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)를 1로 하고, 밑면의 전극을 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하였다. 이 때, 압전 변압기의 부하는 32W 형광등을 이용하였고, 두께는 1mm였다. 입력 전압을 150V로 하였을 때 형광등의 점등 후 램프 양단의 전압은 220V, 램프 전류는 80mA였고, 공진 주파수는 75kHz였다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 압전 세라믹 조성물은 높은 기계적 품질계수(Qm)와 전기기계 결합계수(kp), 높은 압전 정수(d33)과 낮은 유전손실(tanδ)를 가지며, 높은 큐리온도와 온도 안정성을 갖는다. 또한 상기 조성물을 이용한 개선된 압전 변압기와 그 구동방법을 사용함으로써 종래의 압전 변압기에 비해 기계적 스트레스의 집중을 방지하여 기계적 파괴에 대한 신뢰성을 높일 수 있고, 압전 변압기의 분극을 두께방향만으로 함으로써 압전 변압기의 제조 공정을 단순화시키고, 압전 몸체의 두께를 1∼3mm로 함으로써 원료의 절감 효과를 이룰 수 있으며, 공동 접지의 면적을 축소함으로써 출력 용량을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
Claims (5)
- 조성식 xPbZrO3+ yPbTiO3+ zPbMn1/3Nb1/3Sb1/3O3(여기서, 0.38 ≤ x ≤ 0.51몰, 0.40 ≤ y ≤ 0.51몰, 0.05 ≤ z ≤ 0.15몰)의 화합물을 주성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 세라믹 조성물.
- 제1항에 있어서, 보조성분으로 aCr2O3, aNb2O5, aNiO, aMnO2, aMgO 또는 aFe2O3(여기서, 상기 주성분의 중량을 기준으로 하여 0 ≤ a ≤ 1중량%)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 세라믹 조성물.
- (1) 제1항 또는 제2항의 조성물을 이용하고,(2) 압전 변압기의 형태가 원판형이며,(3) 압전 몸체의 두께가 1∼3mm이고,(4) 그 공진 주파수가 65∼75kHz인 것을 특징으로 하는 압전 변압기.
- 제3항에 있어서,(1) 압전 변압기의 윗면 전극이 링형과 원판형 전극으로 분할되고, 밑면은 하나의 전극으로 이루어진 전극 구조를 갖고,(2) 링형 전극면적(A)과 원판형 전극면적(B)의 비(A/B)가 0.8∼10의 범위인것을 특징으로 하는 압전 변압기.
- 제3항 또는 제4항의 압전 변압기의 구동에 있어, 압전 변압기의 윗면의 분할된 전극 중 하나를 입력측과 출력측의 공통 접지로 사용하는 것을 특징으로 하는 압전 변압기의 구동 방법.
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